[发明专利]一种RPR故障保护方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种RPR故障保护方法及其设备。

背景技术

RPR(Resilient Packet Ring，弹性分组环)是一种新型的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)协议，可运行于SONET(Synchronous Optical Network，同步光网络)/SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)、DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing，密级波分复用)和以太网之上，为宽带IP城域网运营商提供灵活高效的组网方案。

RPR采用逆向双环结构，数据沿环网在站点之间进行转发，如图1所示。RPR双环中，数据帧发送方向为顺时针的称为0环，也称Outer Ring(外环)，数据帧发送方向为逆时针的称为1环，也称Inner Ring(内环)。其它拓扑结构相关定义如下：

站点(Station)：RPR环网上的设备，负责接收和转发数据帧；

链路(Link)：连接相邻站点的一段传输通道，相邻站点之间由方向相反的两条链路连接；

段(Span)：RPR环网上两个相邻站点之间的链路，由方向相反的两条链路组成；

域(Domain)：多个连续的段和这些段上的站点构成了域；

西向端口：在0环上接收数据帧、在1环上发送数据帧的物理端口；

东向端口：在0环上发送数据帧、在1环上接收数据帧的物理端口；

边(Edge)：当段或和段相邻的站点出现故障时，段不能转发数据就成为边；

环状态：分为闭环和开环。不存在边的环为闭环，存在边的环为开环。

RPR通过拓扑发现来收集环网站点的数目、环状态、站点之间的排列顺序等信息，并生成拓扑数据库。当环网拓扑稳定后，对应的拓扑数据库不再变化。每个RPR站点都会维护一个拓扑数据库，其中保存着整个RPR环网的拓扑信息，是站点生成选环表的主要依据。拓扑数据库包含三个部分：

(1)环网的拓扑信息，如：站点个数、环状态和可用带宽等；

(2)本站点的拓扑信息，如：MAC地址、保护类型、站点保护状态、站点名称、本站点的拓扑信息校验和以及邻居站点的拓扑信息校验和等；

(3)其它站点的拓扑信息，如：MAC地址、有效状态、可达状态、保护类型、站点索引、保留带宽以及站点名称等。

在RPR的拓扑发现过程中，主要通过TP(Topology Protection，拓扑保护)帧、ATD(Attribute Discovery，属性发现)帧和TC(Topology Checksum，拓扑校验和)帧来传播拓扑信息。其中：

TP帧用来广播各站点的配置和状态信息，其它站点则根据收到的TP帧来更新自己的拓扑数据库，最后使得环上的每一个站点对环的拓扑信息都有一个一致的认识；

ATD帧用来传递站点的MAC地址、名称等属性信息，这些属性信息也会保存在拓扑数据库中；

TC帧用来在相邻站点间传递拓扑信息校验和，用于校验邻居站点和本站点的拓扑数据库是否匹配，以判断RPR环网拓扑是否稳定。

这三种帧都是周期性发送的，且周期长度都可以手工配置，其中，TP帧和TC帧有两种发送周期——快速发送周期和慢速发送周期。当环上站点初始化，或者环上站点检测到拓扑发生变化时，将触发TP帧的快速发送，迅速将网络拓扑信息传遍整个网络，以快周期发送9个TP帧后，再以慢周期发送；当环网拓扑稳定并收敛后，将触发TC帧的快速发送，以快周期发送5个TC帧后，再以慢周期发送。无论拓扑情况如何，ATD帧都是按用户设置的周期定时发送。

基于TP、ATD和TC帧的周期发送，RPR故障自愈能力非常强，其保护机制可实现事件检测、快速自愈，以及在光纤或站点故障后业务快速恢复，从而使网络能够迅速检测到故障并做出适当反应，保证业务在50毫秒内可以快速恢复。

如果站点不再具有转发数据帧的能力，比如掉电或光纤断开等原因造成的故障，站点就需要进入保护倒换方式。保护倒换可分为以下两种模式：

Wrapping模式：当RPR环网上的某段链路或某个站点发生故障时，故障点两端的两个站点处自动环回(即把0环和1环连在一起)，形成一个闭合单环。该模式可保证站点快速倒换，数据帧基本不会丢失，但比较浪费带宽。